JP2534079Y2 - Artificial diamond deposition equipment - Google Patents

Artificial diamond deposition equipment

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JP2534079Y2
JP2534079Y2 JP2665091U JP2665091U JP2534079Y2 JP 2534079 Y2 JP2534079 Y2 JP 2534079Y2 JP 2665091 U JP2665091 U JP 2665091U JP 2665091 U JP2665091 U JP 2665091U JP 2534079 Y2 JP2534079 Y2 JP 2534079Y2
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reaction gas
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reaction
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寿彦 岡村
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この考案は、結晶性のよい人工ダ
イヤモンドを析出させることができる人工ダイヤモンド
析出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an artificial diamond deposition apparatus capable of depositing artificial diamond having good crystallinity.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、人工ダイヤモンドの析出生成方法
として様々な方法が提案され実用に供されているが、と
りわけ加熱したフィラメント(高エネルギー体)により
反応ガスを分解させて基板等の被処理材の表面に人工ダ
イヤモンドを析出させる方法は、比較的簡単な装置で安
定した人工ダイヤモンド膜を高速で成膜することができ
ることから特に注目されている方法である。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods have been proposed and put to practical use as a method for depositing and producing artificial diamond. In particular, a material to be treated such as a substrate is decomposed by decomposing a reaction gas by a heated filament (high energy substance). The method of precipitating artificial diamond on the surface is particularly attracting attention because a stable artificial diamond film can be formed at a high speed with a relatively simple apparatus.

【0003】上記の方法では、例えば、図5に示す様な
人工ダイヤモンド析出装置(以下、単に析出装置と略称
する)1が用いられる。この析出装置1は、基板(被処
理材)2にダイヤモンドを析出させるための石英製の反
応室3と、該反応室3に主としてCH4,C22等の炭
化水素と該炭化水素のキャリアガスとなるH2ガスとで
構成される反応ガスGを導入するMo製の反応ガス導入
管4と、前記反応室3から反応ガスGを排出する反応ガ
ス排出管5とから概略構成されている。
In the above-mentioned method, for example, an artificial diamond deposition apparatus (hereinafter simply referred to as a deposition apparatus) 1 as shown in FIG. 5 is used. The deposition apparatus 1 includes a reaction chamber 3 made of quartz for depositing diamond on a substrate (material to be processed) 2, a hydrocarbon such as CH 4 , C 2 H 2, etc. A reaction gas introduction pipe 4 made of Mo for introducing a reaction gas G composed of H 2 gas serving as a carrier gas, and a reaction gas discharge pipe 5 for discharging the reaction gas G from the reaction chamber 3. I have.

【0004】反応室3には、制御機構6により制御さ
れ、該反応室3内を上下方向に移動自在かつ任意の位置
に固定自在なる昇降装置8が設けられており、該昇降装
置8の上部8aには複数の基板2,…を支持するための
Mo製のワークホルダ9が固定されている。また、この
ワークホルダ9の下面には熱電対10が取り付けられて
いる。
The reaction chamber 3 is provided with an elevating device 8 which is controlled by a control mechanism 6 and is movable vertically in the reaction chamber 3 and can be fixed at an arbitrary position. A work holder 9 made of Mo for supporting a plurality of substrates 2 is fixed to 8a. A thermocouple 10 is attached to the lower surface of the work holder 9.

【0005】この反応室3には、該反応室3の上部位置
に移動したワークホルダ9に支持される基板2の表面2
aと対向する所定間隔上方の位置に、金属タングステン
(W)もしくは金属タンタル(Ta)製の螺旋状のフィ
ラメント(高エネルギー体)11が水平に設けられてい
る。また、この反応室3の周囲には該反応室3を加熱す
るための電気炉12が配設されている。
The reaction chamber 3 has a surface 2 of a substrate 2 supported by a work holder 9 moved to a position above the reaction chamber 3.
A spiral filament (high-energy body) 11 made of metal tungsten (W) or metal tantalum (Ta) is horizontally provided at a position above a predetermined interval opposed to a. An electric furnace 12 for heating the reaction chamber 3 is provided around the reaction chamber 3.

【0006】次に、この析出装置1を用いて基板2の表
面2aにダイヤモンドを成膜する方法について説明す
る。まず、反応ガス導入管4を用いて反応ガスGを反応
室3内に導入し、この反応ガスGをフィラメント11か
らワークホルダ9に向かう様に垂直下方に流下させ、反
応ガス排出管5により反応室3の外方へ排出させる。
Next, a method of forming a diamond film on the surface 2a of the substrate 2 using the deposition apparatus 1 will be described. First, the reaction gas G is introduced into the reaction chamber 3 using the reaction gas introduction pipe 4, and the reaction gas G is caused to flow vertically downward from the filament 11 toward the work holder 9, and the reaction gas G is discharged through the reaction gas discharge pipe 5. Discharge to the outside of the room 3.

【0007】この間、反応室3内の雰囲気圧力を10〜
300torrに保持しながらフィラメント11を15
00〜2500℃に加熱して、反応ガスGの加熱活性化
を図るとともに、所定間隔下方に配置された基板2の表
面2aの温度を電気炉12を用いて800〜1000℃
の範囲内で保ち、この状態で反応ガスGを熱分解させて
基板2の表面2aに人工ダイヤモンドを析出させる。
During this time, the atmospheric pressure in the reaction chamber 3 is increased from 10 to
Hold the filament 11 at 15
The temperature of the surface 2a of the substrate 2 disposed below the predetermined interval is raised to 800 to 1000 ° C. by using the electric furnace 12 while heating to 00 to 2500 ° C. to activate the reaction gas G by heating.
The reaction gas G is thermally decomposed in this state to deposit artificial diamond on the surface 2a of the substrate 2.

【0008】この場合、反応ガスGはフィラメント11
により分解されて活性化された遊離炭素(C)となり、
基板2の上方からワークホルダ9の周囲13に向かって
流れ、この活性化された遊離炭素が基板2の表面2aに
速やかに推積し、該表面2aにグラファイト構造とダイ
ヤモンド構造が混在して形成される。ここでは、グラフ
ァイト構造の方が弱い構造であるから反応ガスGの分解
時に生成される原子状の水素(H)により表面2aから
選択的に除去されダイヤモンド構造のみが残ることとな
る。ダイヤモンドが析出された基板2は、昇降装置8に
より下方に所定距離移動され自然冷却される。
In this case, the reaction gas G is supplied to the filament 11
To become activated free carbon (C),
The activated free carbon flows from above the substrate 2 toward the periphery 13 of the work holder 9, and the activated free carbon is quickly deposited on the surface 2 a of the substrate 2, and a graphite structure and a diamond structure are mixedly formed on the surface 2 a. Is done. Here, since the graphite structure is a weaker structure, it is selectively removed from the surface 2a by atomic hydrogen (H) generated when the reaction gas G is decomposed, leaving only the diamond structure. The substrate 2 on which the diamond is deposited is moved downward by a predetermined distance by the elevating device 8, and is naturally cooled.

【0009】[0009]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
析出装置1には次の様な欠点があった。すなわち、図6
に示すように、フィラメント11からワークホルダ9に
向かう反応ガスGの流れは、ワークホルダ9を通り抜け
ることができないために、ワークホルダ9の周囲13に
向いこの周囲13から下方に流下することとなり、活性
化された遊離炭素は、中央部の基板2より外側の基板2
により多く堆積することとなる。
However, the above-mentioned deposition apparatus 1 has the following disadvantages. That is, FIG.
As shown in (1), the flow of the reaction gas G from the filament 11 to the work holder 9 cannot pass through the work holder 9 and therefore flows toward the periphery 13 of the work holder 9 and flows downward from the periphery 13. The activated free carbon is applied to the substrate 2 outside the central substrate 2.
Will accumulate more.

【0010】外側に配置された基板2の表面2aでは遊
離炭素が速やかに推積されて弱い結合のグラファイト構
造は反応ガスGの分解時に生成される原子状の水素
(H)により表面2aから選択的に除去され良好な人工
ダイヤモンドを析出することができるが、一方、中央部
に配置された基板2の表面2aでは反応ガスGの流れが
弱いために該基板2の表面2aに推積される遊離炭素量
が少なく、グラファイト構造を選択除去することもでき
ない等、様々な問題が生じることとなる。したがって、
良好な人工ダイヤモンドは外側に配置された基板2にし
か析出されず、製品歩留まりが極めて悪いという欠点が
あった。
On the surface 2a of the substrate 2 disposed outside, the free carbon is quickly deposited and the graphite structure of the weak bond is selected from the surface 2a by the atomic hydrogen (H) generated when the reaction gas G is decomposed. Although a good artificial diamond can be deposited and deposited, a good flow of the reactive gas G occurs on the surface 2a of the substrate 2 disposed at the center, and is deposited on the surface 2a of the substrate 2 because the flow of the reaction gas G is weak. Various problems arise, such as the amount of free carbon is small and the graphite structure cannot be selectively removed. Therefore,
Good artificial diamond is deposited only on the substrate 2 disposed on the outside, and has a disadvantage that the product yield is extremely poor.

【0011】人工ダイヤモンドを析出させるには、かな
りの反応時間を必要とするものであるから、上記の製品
歩留まりの低下は装置の効率を著るしく低下させること
となる。この考案は、上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、以上の欠点を有効に解決することができる析
出装置を提供することにある。
Since a considerable reaction time is required to deposit the artificial diamond, the above-described reduction in the product yield significantly reduces the efficiency of the apparatus. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a deposition apparatus capable of effectively solving the above-mentioned disadvantages.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この考案は次の様な析出装置を採用した。すなわ
ち、被処理材にダイヤモンドを析出させるための反応室
と、該反応室に反応ガスを導入する反応ガス導入管と、
前記反応室から反応ガスを排出する反応ガス排出管と、
前記被処理材を支持するワークホルダと、前記ワークホ
ルダに支持される前記被処理材の表面と対向する位置に
設けられたフィラメントとを具備してなる人工ダイヤモ
ンド析出装置において、前記ワークホルダとフィラメン
の周囲にこれらを囲む箱体を設け、該箱体に、一端
前記反応ガスを導入する吸気口を設けるとともに他端
反応ガスを排出する排気口を設け、前記ワークホルダに
は、複数の孔が形成されてなることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following deposition apparatus. That is, a reaction chamber for depositing diamond on the material to be processed, a reaction gas introduction pipe for introducing a reaction gas into the reaction chamber,
A reaction gas discharge pipe for discharging a reaction gas from the reaction chamber;
A workpiece holder for supporting said workpiece, said Wakuho
At a position facing the surface of the workpiece to be processed
In synthetic diamond deposition apparatus comprising; and a filament provided, the workpiece holder and the filament
A box body surrounding them, a suction port for introducing the reaction gas at one end , and an exhaust port for discharging the reaction gas at the other end , and a plurality of work holders. Are formed.

【0013】[0013]

【作用】この考案の析出装置では、前記ワークホルダと
フィラメントの周囲にこれらを囲む様に、一端に前記反
応ガスを導入する吸気口を有するとともに他端に反応ガ
スを排出する排気口を有する箱体を設けることにより、
該箱体の内部の反応ガスに滞留を生じさせ、該反応ガス
を広範囲で均一に熱分解する。
In the deposition apparatus of the present invention, the work holder is
By providing a box having an intake port for introducing the reaction gas at one end and an exhaust port for discharging the reaction gas at the other end , so as to surround these around the filament ,
The reaction gas inside the box is caused to stay, and the reaction gas is thermally decomposed uniformly over a wide range.

【0014】また、ワークホルダに複数の孔が形成され
ていることにより、フィラメントからワークホルダに向
かう反応ガスの流れは均一な層流となり、フィラメント
により分解されて生成した活性化された遊離炭素は、ワ
ークホルダに保持された被処理材の表面に均一に堆積
る。
Further, since a plurality of holes are formed in the work holder, the flow of the reaction gas from the filament to the work holder becomes a uniform laminar flow, and the activated gas generated by being decomposed by the filament is produced. The free carbon is uniformly deposited on the surface of the workpiece held by the work holder.

【0015】また、この反応ガスは、吸気口から箱体の
内部に流入するために、箱体の内部の方が外部より圧力
が高く、差圧が陽圧になる。したがって、箱体の内部に
滞留する反応ガスは、前記差圧によりワークホルダに向
かう均一な層流となり、ワークホルダ及びこの箱体とワ
ークホルダとの間の狭窄部から下方に均一に流下する。
Further, since the reaction gas flows into the inside of the box from the air inlet, the pressure inside the box is higher than the outside, and the differential pressure becomes positive. Therefore, the reaction gas staying inside the box becomes a uniform laminar flow toward the work holder due to the differential pressure, and flows down uniformly from the work holder and a narrow portion between the box and the work holder.

【0016】[0016]

【実施例】以下、この考案の実施例について図1ないし
図4を基に説明する。この考案の析出装置21は、従来
例で説明した析出装置1の構成要素であるワークホルダ
9とフィラメント11の周囲に、これらを囲む様に箱体
22を設け、更にワークホルダ9を改良したものであ
り、この箱体22と改良したワークホルダ以外の構成要
素については同一の番号を付し、説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The depositing device 21 of the present invention is obtained by providing a box 22 around the work holder 9 and the filament 11, which are the components of the depositing device 1 described in the conventional example, so as to surround them, and further improving the work holder 9. The same components as those of the box 22 and the improved work holder are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0017】この箱体22は、図1に示す様に外形が略
直方体状の石英製の箱からなるもので、上部の天板23
の中央部には反応ガスGを導入するための吸気口24が
形成され、この吸気口24には垂直上方に突出するノズ
ル25が取り付けられている。また、この箱体22の下
部は開放されて、反応ガスGを排出する排気口26にな
っている。
As shown in FIG. 1, the box body 22 is formed of a quartz box having a substantially rectangular parallelepiped outer shape.
A suction port 24 for introducing the reaction gas G is formed at the center of the nozzle, and a nozzle 25 projecting vertically upward is attached to the suction port 24. The lower portion of the box 22 is opened to serve as an exhaust port 26 for discharging the reaction gas G.

【0018】また、ワークホルダ31は、図2に示す様
に円形状の石英板32の周囲を除く部分にMo製の網
(複数の孔)33が形成されたものである。
As shown in FIG. 2, the work holder 31 has a net made of Mo (a plurality of holes) 33 formed in a portion excluding the periphery of a circular quartz plate 32. As shown in FIG.

【0019】次に、この箱体22及びワークホルダ31
の作用について図1に基づき説明する。反応室3内に導
入された反応ガスGは、ノズル25を経由する間に均一
な層流となり、吸気口24から箱体22の内部27に流
入する。この流入した反応ガスGは、箱体22の側壁2
8及びワークホルダ31により内部27に閉じ込められ
内部27に滞留する。この間に、反応ガスGはフィラメ
ント11により均一に熱分解されて活性化された遊離炭
素(C)となる。
Next, the box 22 and the work holder 31
1 will be described with reference to FIG. The reaction gas G introduced into the reaction chamber 3 becomes a uniform laminar flow while passing through the nozzle 25, and flows into the inside 27 of the box 22 from the suction port 24. The inflowing reaction gas G is applied to the side wall 2 of the box 22.
It is confined in the inside 27 by the work holder 8 and the work holder 31 and stays in the inside 27. During this time, the reaction gas G is uniformly pyrolyzed by the filament 11 to become activated free carbon (C).

【0020】また、ワークホルダ31に網33が形成さ
れていることにより、フィラメント11からワークホル
ダ31に向かう反応ガスGの流れは上下方向の均一な層
流となり、フィラメント11により分解されて生成した
活性化された遊離炭素は、ワークホルダ32に保持され
た基板2,…の表面に均一に堆積する。この表面2aに
は、グラファイト構造とダイヤモンド構造が混在して形
成されるが、グラファイト構造は反応ガスGの分解時に
生成される原子状の水素(H)により表面2aから選択
的かつ良好に除去され、ダイヤモンド構造のみが残るこ
ととなる。したがって、弱い結合のグラファイト構造は
選択的に除去され極めて結晶性のよい人工ダイヤモンド
が析出する。
Further, since the net 33 is formed in the work holder 31, the flow of the reaction gas G from the filament 11 toward the work holder 31 becomes a uniform laminar flow in the vertical direction, and is generated by being decomposed by the filament 11. The activated free carbon is uniformly deposited on the surfaces of the substrates 2 held by the work holder 32. A graphite structure and a diamond structure are mixedly formed on the surface 2a. The graphite structure is selectively and satisfactorily removed from the surface 2a by atomic hydrogen (H) generated when the reaction gas G is decomposed. Only the diamond structure remains. Therefore, the graphite structure with a weak bond is selectively removed, and an artificial diamond having extremely high crystallinity is deposited.

【0021】また、この反応ガスGは、吸気口24から
箱体22の内部27に流入するために、箱体22の内部
27の方が外部29より圧力が高く、差圧が陽圧にな
る。したがって、箱体22の内部27に滞留する反応ガ
スGは、前記差圧によりワークホルダ31に向かう均一
な層流となり、ワークホルダ31の網33及びこの箱体
22とワークホルダ31との間の狭窄部35から下方に
均一に流下する。
Since the reaction gas G flows into the inside 27 of the box 22 from the intake port 24, the inside 27 of the box 22 has a higher pressure than the outside 29 and the differential pressure becomes positive. . Therefore, the reaction gas G staying in the inside 27 of the box 22 becomes a uniform laminar flow toward the work holder 31 due to the differential pressure, and the net 33 of the work holder 31 and the space between the box 22 and the work holder 31 are formed. It flows down uniformly from the constriction 35.

【0022】いま、上記のワークホルダ31とフィラメ
ント11を箱体22で囲み、 反応ガス組成:容量割合でH2/CH4=1000cc/min/10cc/min フィラメント11と基板2の表面2aとの距離:50mm 反応室3内の雰囲気圧力:50torr フィラメント11の加熱温度:2000℃ 反応時間:5時間 冷却:自然冷却(炉冷) の条件で人工ダイヤモンドの析出を行ったところ、基板
2の表面2aには、平均膜厚4μmの人工ダイヤモンド
膜が均一に形成された。また、ワークホルダ21に保持
された基板2の全てに均一な人工ダイヤモンド膜が形成
されており、従来と比べて製品の歩留まりが大幅に向上
することがわかった。
Now, the work holder 31 and the filament 11 are surrounded by a box 22, and the reaction gas composition: H 2 / CH 4 = 1000 cc / min / 10 cc / min in a volume ratio between the filament 11 and the surface 2 a of the substrate 2. Distance: 50 mm Atmospheric pressure in the reaction chamber 3: 50 torr Heating temperature of the filament 11: 2000 ° C. Reaction time: 5 hours Cooling: Natural cooling (furnace cooling) was performed to deposit artificial diamond. An artificial diamond film having an average film thickness of 4 μm was uniformly formed. In addition, a uniform artificial diamond film was formed on all of the substrates 2 held by the work holder 21, and it was found that the product yield was significantly improved as compared with the related art.

【0023】以上説明した様に、この考案の析出装置に
よれば、箱体22の上部の天板23に吸気口24が形成
され、下部が開放されて排気口26としたので、導入さ
れた反応ガスGを箱体22の内部27に効果的に閉じ込
め、長時間滞留させることができ、反応ガスGを均一に
熱分解することができる。
As described above, according to the deposition apparatus of the present invention, the intake port 24 is formed in the top plate 23 at the upper part of the box 22, and the lower part is opened to form the exhaust port 26. The reaction gas G can be effectively confined in the inside 27 of the box 22, can be retained for a long time, and the reaction gas G can be thermally decomposed uniformly.

【0024】また、ワークホルダ31には円形状の石英
板32の周囲を除く部分にMo製の網33が形成されて
いるので、遊離炭素を含む反応ガスGの流れは、ワーク
ホルダ31に向かう均一な層流となり、前記遊離炭素を
ワークホルダ31に保持された基板2の表面2aに均一
かつ速やかに推積させることができ、弱い結合のグラフ
ァイト構造は原子状水素により選択的に除去され極めて
結晶性のよい人工ダイヤモンドを析出させることができ
る。
Since the work holder 31 is formed with the Mo net 33 except for the periphery of the circular quartz plate 32, the flow of the reactive gas G containing free carbon flows toward the work holder 31. A uniform laminar flow is obtained, and the free carbon can be uniformly and rapidly deposited on the surface 2a of the substrate 2 held by the work holder 31, and the weakly bonded graphite structure is selectively removed by the atomic hydrogen, and is extremely reduced. An artificial diamond having good crystallinity can be deposited.

【0025】また、箱体22の内部27の方が外部29
より圧力が高く、差圧が陽圧になるので、箱体22の内
部27に滞留する反応ガスGは、前記差圧によりワーク
ホルダ31に向かう均一な層流となり、ワークホルダ3
1の網33及びこの箱体22とワークホルダ31との間
の狭窄部35から下方に均一に流下させることができ
る。
Further, the inside 27 of the box body 22 is
Since the pressure is higher and the differential pressure becomes positive, the reaction gas G staying in the interior 27 of the box 22 becomes a uniform laminar flow toward the work holder 31 due to the differential pressure, and
The first net 33 and the narrow portion 35 between the box body 22 and the work holder 31 can uniformly flow downward.

【0026】以上により、ワークホルダ31に保持され
た全ての基板2の表面2aに均一に人工ダイヤモンドを
成膜させることができ、製品歩留まりを大巾に向上させ
ることができる。
As described above, the artificial diamond can be uniformly formed on the surfaces 2a of all the substrates 2 held by the work holder 31, and the product yield can be greatly improved.

【0027】図3のワークホルダ41も、前記ワークホ
ルダ31と同様に従来例のワークホルダ9を改良したも
のである。このワークホルダ41は、円形状の石英板4
2の周囲を除く部分にパンチングにより格子(複数の
孔)43が形成されたものである。このワークホルダ4
1においても、前記ワークホルダ31と全く同一の作
用、効果を有する。
The work holder 41 of FIG. 3 is also an improvement of the work holder 9 of the prior art, like the work holder 31. The work holder 41 has a circular quartz plate 4.
A grid (a plurality of holes) 43 is formed by punching in a portion except for the periphery of 2. This work holder 4
1 has exactly the same operation and effect as the work holder 31.

【0028】図4のワークホルダ51も、前記ワークホ
ルダ31,41と同様に従来例のワークホルダ9を改良
したものである。このワークホルダ51は、円形状の石
英板52の周囲を除く部分にパンチングにより複数の孔
53,…が形成されたものである。このワークホルダ5
1においても、前記ワークホルダ31,41と全く同一
の作用、効果を有する。
The work holder 51 shown in FIG. 4 is an improvement of the conventional work holder 9 like the work holders 31 and 41. The work holder 51 has a plurality of holes 53,... Formed by punching in a portion excluding the periphery of a circular quartz plate 52. This work holder 5
1 has exactly the same functions and effects as those of the work holders 31 and 41.

【0029】[0029]

【考案の効果】以上説明した様に、この考案の析出装置
によれば、被処理材にダイヤモンドを析出させるための
反応室と、該反応室に反応ガスを導入する反応ガス導入
管と、前記反応室から反応ガスを排出する反応ガス排出
管と、前記被処理材を支持するワークホルダと、前記ワ
ークホルダに支持される前記被処理材の表面と対向する
位置に設けられたフィラメントとを具備してなる人工ダ
イヤモンド析出装置において、前記ワークホルダとフィ
ラメントの周囲にこれらを囲む箱体を設け、該箱体に、
一端に前記反応ガスを導入する吸気口を設けるとともに
他端に反応ガスを排出する排気口を設け、前記ワークホ
ルダには、複数の孔が形成されてなることとしたので、
反応室に導入された反応ガスを箱体の内部に効果的に閉
じ込め、長時間滞留させることができ、反応ガスを均一
に熱分解することができる。
As described above, according to the deposition apparatus of the present invention, a reaction chamber for depositing diamond on a material to be processed, a reaction gas introduction pipe for introducing a reaction gas into the reaction chamber, and a reactant gas discharge pipe for discharging the reaction gas from the reaction chamber, a workpiece holder for supporting said workpiece, said ring
Facing the surface of the material to be processed supported by the workpiece holder
In synthetic diamond deposition apparatus comprising; and a filament provided at a position, the workpiece holder and Fi
Provide a box surrounding these around the lament , and in the box,
At one end , an intake port for introducing the reaction gas is provided.
An exhaust port provided for discharging the reaction gas to the other end, the Wakuho
Since it was decided that multiple holes were formed in Luda ,
The reaction gas introduced into the reaction chamber is effectively confined inside the box, can be retained for a long time, and the reaction gas can be thermally decomposed uniformly.

【0030】また、前記ワークホルダには、複数の孔が
形成されてなることとしたので、遊離炭素を含む反応ガ
スの流れは、ワークホルダに向かう均一な層流となり、
前記遊離炭素をワークホルダに保持された被処理材の表
面に均一かつ速やかに推積させることができ、弱い結合
のグラファイト構造は原子状水素により選択的に除去さ
れ極めて結晶性のよい人工ダイヤモンドを析出させるこ
とができる。
Further, since a plurality of holes are formed in the work holder, the flow of the reactive gas containing free carbon becomes a uniform laminar flow toward the work holder.
The free carbon can be uniformly and quickly deposited on the surface of the material to be processed held by the work holder, and the graphite structure of the weak bond is selectively removed by atomic hydrogen to produce an artificial diamond having extremely high crystallinity. Can be deposited.

【0031】また、箱体の内部の方が外部より圧力が高
く、差圧が陽圧になるので、箱体の内部に滞留する反応
ガスは、前記差圧によりワークホルダに向かう均一な層
流となり、ワークホルダの複数の孔及びこの箱体とワー
クホルダとの間の狭窄部から均一に流出させることがで
きる。
Since the pressure inside the box is higher than the outside and the differential pressure becomes positive, the reactant gas staying inside the box is uniformly laminar flowing toward the work holder due to the differential pressure. Thus, the fluid can be uniformly discharged from the plurality of holes of the work holder and the narrow portion between the box body and the work holder.

【0032】以上により、ワークホルダに保持された全
ての被処理材の表面に均一に人工ダイヤモンドを成膜さ
せることができ、製品歩留まりを大巾に向上させること
ができる。
As described above, the artificial diamond can be uniformly formed on the surfaces of all the workpieces held by the work holder, and the product yield can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本考案の析出装置の箱体及びワークホルダの一
例を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a box and a work holder of a deposition apparatus of the present invention.

【図2】本考案の析出装置のワークホルダの一例を示す
全体斜視図である。
FIG. 2 is an overall perspective view showing an example of a work holder of the deposition apparatus of the present invention.

【図3】本考案の析出装置のワークホルダの一例を示す
全体斜視図である。
FIG. 3 is an overall perspective view showing an example of a work holder of the deposition apparatus of the present invention.

【図4】本考案の析出装置のワークホルダの一例を示す
全体斜視図である。
FIG. 4 is an overall perspective view showing an example of a work holder of the deposition apparatus of the present invention.

【図5】従来の析出装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a conventional deposition apparatus.

【図6】従来の析出装置の反応ガスの流れを示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a flow of a reaction gas in a conventional deposition apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 人工ダイヤモンド析出装置 2 基板(被処理材) 2a 表面 3 反応室 4 反応ガス導入管 5 反応ガス排出管 6 制御機構 8 昇降装置 9 ワークホルダ 10 熱電対 11 フィラメント(高エネルギー体) 12 電気炉 22 箱体 23 天板 24 吸気口 25 ノズル 26 排気口 27 内部 28 側壁 29 外部 31 ワークホルダ 32 石英板 33 網(複数の孔) 35 狭窄部 41 ワークホルダ 42 石英板 43 格子(複数の孔) 51 ワークホルダ 52 石英板 53 孔 Reference Signs List 21 artificial diamond deposition apparatus 2 substrate (material to be treated) 2a surface 3 reaction chamber 4 reaction gas introduction pipe 5 reaction gas discharge pipe 6 control mechanism 8 lifting apparatus 9 work holder 10 thermocouple 11 filament (high energy body) 12 electric furnace 22 Box 23 Top plate 24 Intake port 25 Nozzle 26 Exhaust port 27 Inside 28 Side wall 29 Outside 31 Work holder 32 Quartz plate 33 Mesh (multiple holes) 35 Narrow portion 41 Work holder 42 Quartz plate 43 Lattice (Multiple holes) 51 Work Holder 52 Quartz plate 53 Hole

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 被処理材にダイヤモンドを析出させるた
めの反応室と、該反応室に反応ガスを導入する反応ガス
導入管と、前記反応室から反応ガスを排出する反応ガス
排出管と、前記被処理材を支持するワークホルダと、
記ワークホルダに支持される前記被処理材の表面と対向
する位置に設けられたフィラメントとを具備してなる人
工ダイヤモンド析出装置において、 前記ワークホルダとフィラメントの周囲にこれらを囲む
箱体を設け、 該箱体に、一端に前記反応ガスを導入する吸気口を設け
るとともに他端に反応ガスを排出する排気口を設け、 前記ワークホルダには、複数の孔が形成されてなること
を特徴とする人工ダイヤモンド析出装置。
A reaction chamber for depositing diamond on a material to be processed, a reaction gas introduction pipe for introducing a reaction gas into the reaction chamber, a reaction gas discharge pipe for discharging a reaction gas from the reaction chamber, a workpiece holder for supporting an object to be treated, prior to
Facing the surface of the material to be processed supported by the work holder
An artificial diamond deposition apparatus comprising a filament provided at a position where the work holder and the filament are provided around the work holder and the filament ; and an inlet for introducing the reaction gas at one end of the box. And an exhaust port for discharging a reaction gas is provided at the other end , and a plurality of holes are formed in the work holder.
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